O misterioso perfil tóxico da tribo Philodryadini: técnicas ômicas revelam variabilidade nos venenos destas serpentes


Publication type
Master thesis
Language
Portuguese
Access rights
Restricted access
Appears in Collections:
Abstract
The snakes of the Philodryadini tribe belong to one of the most diverse snake families in the world and are the main opisthoglyphous snakes involved in human envenomation. These snakes play a fundamental ecological role, with most of them having generalist feeding habits. However, the species Philodryas agassizii, that feed exclusively on arthropods, has a specialized diet. Despite all the diversity found in this group, there are still few studies on the composition and variability of its venoms. Thus, this work aims to carry out the biochemical and functional characterization of the venom of eight species from the Philodryadini tribe, of which five species belong to the genus Philodryas (P. patagoniensis, P. olfersii, P. nattereri, P. mattogrossensis e P. agassizii), two species belong to the genus Chlorosoma (C. viridissimum, previously known as Philodryas viridissima and C. laticeps, formerly known as Philodryas laticeps) and one species belongs to the genus Xenoxybelis (X. argenteus), through transcriptomic analyses combined with proteomics and functional analyses of venoms through enzymatic assays. The most abundant components identified in the venoms were Snake Venom Metalloproteinases (SVMPs), Cysteine-rich Secretory Proteins (CRISPs) and C-type Lectins (CTLs), Snake Endogenous Matrix Metalloproteinases type 9 (seMMP-9) and Snake Venom Serinoproteinases (SVSPs). However, these protein families showed quantitative variability and a different expression profile in each analyzed genus. SVMPs were the most abundant components in Philodryas, while seMMP-9 and CRISPs were the most expressed in Chlorosoma and Xenoxybelis, respectively. Furthermore, we observed intrageneric variability, where P. olfersii presented a greater amount of SVSPs than the other species of the genus. Venom variability also reflected differences in the functional assays. As expected, only P. olfersii showed proteolytic activity for the substrate of SVSPs, while the other Philodryas were the most active in the substrate gelatin conjugated with fluorescein. Chlorosoma species showed higher activity in gelatin degradation with activity only partially inhibited by EDTA. The gel bands with the greatest degradation were identified by mass spectrometry and indicated the presence of seMMP-9, confirming th hypothesis that the proteolytic character of these proteins is maintained. Thus, our results indicate that within the Philodryadini tribe the Philodryas, Chlorosoma and Xenoxybelis genera are not distinguished only by morphological characteristics, but also by the biochemical composition of their venoms. In addition, we describe for the first time the complete transcriptome of seven species of the Philodryadini tribe and the proteome of five individuals of different species of the tribe.
Abstract in Portuguese
As serpentes da tribo Philodryadini pertencem a uma das famílias de serpentes mais diversas do mundo e são as principais serpentes opistóglifas envolvidas em envenenamentos humanos. Estas serpentes desempenham papel ecológico fundamental, sendo a maioria de hábito alimentar generalista. No entanto, a espécie Philodryas agassizii que se alimenta exclusivamente de artrópodes, possui uma dieta especializada. Apesar de toda a diversidade encontrada neste grupo, ainda há poucos estudos sobre a composição e variabilidade destes venenos. Assim, este trabalho visa realizar a caracterização bioquímica e funcional do veneno de oito espécies da tribo Philodryadini, as quais cinco espécies são do gênero Philodryas (P. patagoniensis, P. olfersii, P. nattereri, P. mattogrossensis e P. agassizii), duas espécies do gênero Chlorosoma (C. viridissimum, anteriormente nomeada como Philodryas viridissima e C. laticeps, anteriormente conhecida como Philodryas laticeps) e uma espécie do gênero Xenoxybelis (X. argenteus), através de análise transcriptômica combinada à proteômica e análise funcional dos venenos através de ensaios enzimáticos. Os componentes mais abundantes identificados nos venenos foram as Metaloproteinases de Veneno de Serpente (SVMPs), Proteínas Secretoras Ricas em Cisteína (CRISPs) e Lectinas do tipo C (CTLs), Metaloproteinases de Matriz do tipo 9 Endógenas de Serpente (seMMP-9) e Serinoproteinases de Veneno de Serpente (SVSPs). No entanto, essas famílias de proteínas apresentaram variabilidade quantitativa e um perfil de expressão diferente em cada gênero analisado. As SVMPs foram os componentes mais abundantes em Philodryas, enquanto que as seMMP-9 e CRISPs foram as mais expressas em Chlorosoma e Xenoxybelis, respectivamente. Além disso, podemos observar variabilidade intragênica, onde P. olfersii apresentou uma maior quantidade de SVSPs que as outras espécies do gênero. A variabilidade do veneno também refletiu diferenças nos ensaios funcionais. Como esperado, apenas P. olfersii apresentou atividade proteolítica para o substrato de SVSPs, enquanto que as demais Philodryas foram as mais ativas no substrato gelatina conjugada com fluoresceína. As espécies de Chlorosoma apresentaram maior atividade n degradação da gelatina com atividade apenas parcialmente inibida pelo EDTA. As bandas do gel com maior degradação foram identificadas por espectrometria de massas e indicaram a presença de seMMP-9, confirmando a hipótese de que o caráter proteolítico destas proteínas é mantido. Dessa forma, nossos resultados indicam que dentro da tribo Philodryadini os gêneros Philodryas, Chlorosoma e Xenoxybelis não se distinguem apenas por características morfológicas, mas também pela composição bioquímica de seus venenos. Além disso, descrevemos pela primeira vez o transcriptoma completo de sete espécies da tribo Philodryadini e o proteoma de cinco indivíduos de espécies diferentes da tribo.
Reference
TIOYAMA, Emilly Campos. O misterioso perfil tóxico da tribo Philodryadini: técnicas ‘ômicas’ revelam variabilidade nos venenos destas serpentes. 2022. 108 p. Dissertação (Mestrado em Ciências - Toxinologia) – Instituto Butantan, São Paulo, 2022.
Link to cite this reference
https://repositorio.butantan.gov.br/handle/butantan/4736
Issue Date
2022


Files in This Item:

Show full item record

The access to the publications deposited in this repository respects the licenses from journals and publishers.